考虑多层非饱和土降雨入渗的边坡稳定性分析

降雨是诱发滑坡的最主要因素之一,降雨入渗将显著降低非饱和土的基质吸力,从而降低边坡土体抗滑力。本文提出了考虑降雨入渗的多层非饱和土边坡稳定性分析方法。首先改进Green-Ampt入渗模型,提出适合多层非饱和土边坡降雨入渗的计算方法;然后得到各层土体在入渗各阶段的强度参数值;最后,采用强度折减法计算整个边坡在入渗条件下的安全系数。将本方法应用于广州大夫山滑坡案例发现滑动面和实际情况接近,为短期强降雨诱发的浅层滑坡。分析了不同降雨强度和历时对滑坡稳定性的影响,结果表明:降雨入渗导致边坡潜在最危险滑面的位置主要在浸润锋处或土体与基岩交界处。低强度长历时的降雨过程中,雨水入渗深度较大,易发生深层滑动;在高强度短历时的降雨过程中,雨水入渗深度较小,更易发生浅层滑动;随着降雨强度和降雨时间的增加,入渗深度增加,进而降低边坡的稳定性。     

不同雨强和坡比条件下黄土边坡降雨入渗研究

降雨诱发滑坡是我国黄土地区的主要地质灾害之一,为了给黄土边坡防护设计提供参考,采用室内边坡降雨模型箱,开展了2种降雨强度(中雨7.00 mm/d、大雨10.75 mm/d)和2种坡比(1∶0.5、1∶1)条件下的模型边坡降雨试验,实测边坡土体含水率、基质吸力及边坡形态变化情况,比较了不同降雨强度和坡比条件下降雨入渗的差异。结果表明:黄土边坡降雨入渗深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,降雨入渗速率坡顶最高、坡脚次之、坡中最低,雨水的入渗能力随着入渗深度增加而减弱;降雨结束后边坡湿润锋深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,即降雨入渗深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,降雨强度越大边坡湿润锋深度越大,坡比越大边坡坡中降雨入渗深度越小;不同降雨强度和坡比条件下,边坡不同位置处基质吸力稳定值坡中最大、坡顶次之、坡脚最小,降雨强度越大基质吸力稳定值越小、相应的含水率越低、降雨入渗速率越高,坡比越小边坡坡中降雨入渗速率越高、入渗深度越大;降雨初期坡面未产生径流,随着降雨历时的延长,表土逐渐饱和、坡面产生径流现象,降雨强度和坡比越大边坡表层土体剥落越严重、坡面径流深越大。     

降雨作用下滑坡渐进破坏动态演化研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因,为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理,分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响,将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中,探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征.通过推导降雨作用下考虑基质吸力的滑带土条块安全余度的表达式,并在此基础上,同时考虑滑带土强度参数及功能函数的模糊随机性,分别计算条块的局部破坏概率、扩展破坏概率和渐进破坏概率,从而研究降雨作用下滑坡时空演化过程.以嵩县白河滑坡为例,计算结果表明:长期持续的强降雨入渗是其诱发的主要因素,其斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式.最后应用模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程,结果可为支护设计提供理论依据.     

降雨作用下滑坡渐进破坏概率分析与应用研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因，为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理，分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响，将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中去，探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征。首先，推导了降雨作用下考虑基质吸力作用的滑带土条块安全余度的表达式，然后，在此基础上，同时考虑滑坡土强度参数及功能函数的模糊随机性，分别计算条块的局部破坏概率、渐进破坏概率和扩展破坏概率，从本质上研究降雨作用下滑坡时空演化过程。以河南嵩县白河滑坡为例，长期持续的强降雨入渗则是其诱发的主要因素，斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式，应用模糊模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程，为支护设计提供理论依据。     

西江上游封开段花岗岩边坡变形破坏宏观判据研究

为了查明西江上游封开段花岗岩类边坡地质灾害类型及发育分布特征,以1∶50 000面上调查为基础,取得了翔实的花岗岩类边坡地质灾害调查资料。据此对边坡破坏类型及失稳模式进行划分,对变形破坏机理进行分析,进而对破坏宏观判据进行研究,以作为区内花岗岩类边坡地质灾害早期识别依据。研究区共调查花岗岩地质灾害点87处,均为小型,以全风化和微风化灾害居多,多发育分布在50～220 m、25°～45°的边坡地带;风化程度对其变形破坏模式起到控制作用,总体可划分为"滑移(滑塌)、倾倒、崩落(坠落)"3种类型。风化程度、坡型特征、地形坡度、节理裂隙发育状况、宏观变形特征等5个因素可作为研究区花岗岩类边坡变形破坏模式及失稳前的宏观判据。研究区花岗岩地质灾害主要包括"软化崩解、累进性破坏、刚性破坏"3种变形破坏机理。其中累进性变形破坏机理覆盖了所有花岗岩地质灾害体,软化崩解机理主要体现在中-全风化花岗岩类边坡地质灾害中,而刚性变形破坏机理主要体现在微风化和球状风化花岗岩类边坡中。     

下蜀土边坡降雨型滑坡的成因分析

在分析降雨型滑坡破坏模式以及下蜀土边坡稳定性影响因素的基础上,对南京典型剖面下蜀土物理力学性质进行分析,总结了下蜀土滑坡的主要成因。研究结果表明,随着降雨过程中包气带水分运移,下蜀土非饱和土体边坡内孔隙水压力和岩土界面基质吸力的分布不断发生变化,土体抗剪强度也随之不断变化,受其影响,边坡极易发生降雨型滑坡。     

南江县古坟坪滑坡降雨入渗观测与稳定性分析

为研究降雨条件下浅层土质滑坡的入渗规律及其对稳定性的影响,以南江县古坟坪滑坡为例,对该滑坡区及其邻近区域开展了不同深度体积含水率和基质吸力监测。结合实时降雨量资料,分析降雨条件下坡体内部的含水率和吸力的动态变化过程,并基于无限边坡模型开展坡体稳定性计算。结果表明:2^#监测点位于滑坡邻近区域,初始体积含水率随深度的增加而减小,但滑坡区后缘存在基岩汇水点,导致1^#监测点初始体积含水率随深度的增加而增加;1^#监测点基岩面处存在入渗的优势通道,降雨时基岩面处体积含水率最先响应;降雨过程中稳定性系数随着深度的增加不断减小,最危险的滑动面处于基岩面,但是现阶段滑坡处于稳定状态,稳定性系数>1。通过对滑坡体入渗规律和稳定性的分析,可为该类典型滑坡的预报预测、危险性评估及灾害治理提供科学的理论依据。     

降雨条件下风化石英片岩边坡稳定性分析

以福建三明市某高速公路石英片岩边坡为依据,通过岩土体室内外物理力学试验,考察了该地区风化石英片岩边坡的岩体强度的各向异性。在考虑到坡积土层和裂隙节理发育的风化层在降雨入渗过程中具有非饱和性,利用残积土层的粒径分布数据及节理发育岩体的节理裂隙统计数据计算各岩土层的土水特征曲线,从而分析在降雨整个过程中的入渗规律及稳定性趋势特征。     

考虑吸力变化的膨胀土边坡破坏规律分析

膨胀土边坡中吸力降低会引起强度衰减,进而引起边坡变形破坏。采用热传导传感器监测干湿循环作用下膨胀土边坡模型坡顶和坡底的基质吸力,开展膨胀土边坡基质吸力随深度和时间变化规律的室内试验,并对模型破坏过程进行了分析。试验结果表明:膨胀土边坡因膨胀干缩的反复作用产生裂缝,为雨水入渗提供通道,裂缝区土体迅速吸水,吸力骤降;非裂缝区土体雨水难以入渗,吸力降低存在明显的滞后现象。降雨后一段时间内,裂缝区土体与非裂缝区土体强度差异明显。对于填方膨胀土边坡工程,建议填筑一部分后对其先进行晾晒,促使土体吸力增长并提高土体强度;施工过程中应避免降雨水入渗,并监测坡体含水率的变化和位移情况,及时采用有效处置措施,防止发生滑坡破坏。     

抗滑桩对降雨型滑坡加固效应分析

为分析降雨型滑坡在降雨过程中的渗透特性及抗滑桩对边坡加固效应,采用数值模拟手段研究降雨强度和降雨持续时长对边坡的入渗特性及抗滑桩加固效应。结果表明：降雨持续入渗的过程中,边坡湿润前锋逐渐由坡面向坡体内部推进,坡面出现饱和区,基质吸力消失,坡脚位移增大,稳定性显著降低。采用锚拉形式的抗滑桩对边坡的加固效应明显由于普通抗滑桩,研究结果可为边坡稳定治理提供参考。     

降雨型滑坡浅层滑动对土体含水率变化的响应

降雨是滑坡的重要诱因,以往的研究通常以滑体含水率达到饱和作为滑坡发生的判别指标,实际上多数滑坡发生时仍处于非饱和状态。因此,有必要研究滑坡变形对含水率变化的响应,进一步揭示降雨型滑坡致灾机理。通过野外现场监测、现场模型试验和室内土柱入渗试验等多种手段深入研究土体含水率与降雨型滑坡的相关性。结果表明:①含水率变化速率是降雨型滑坡致灾的关键指标,降雨对滑坡的影响体现在降雨引起滑坡内部含水率增加速率达到峰值进而引起滑坡失稳破坏。②前期降雨过程是含水率变化速率的重要影响因素。久旱后发生高频降雨,易使土体含水率迅速增加。③强降雨是含水率变化速率增大的关键影响因素。在相同初始条件下,降雨强度越大,含水率变化速率越大,且含水率变化速率到达峰值速度越快。     

降雨入渗下膨胀岩渠坡失稳的原位试验研究

 为研究在降雨入渗条件下的膨胀岩（土）渠坡土-水相互作用机理及滑坡成因,在河南新乡南水北调中线工程潞王坟试验段裸坡试验区对不同坡比的 2 个膨胀岩渠坡进行人工降雨试验,试验中跟踪观测渠坡下渗强度、含水率、吸力及水平位移对降雨的响应规律。对观测成果进行分析后认为,在供水强度大于渠坡下渗能力的情况下,降雨强度及坡度对下渗强度没有影响;裂隙发育深度以内土层受降雨影响最为严重,其含水率在干湿循环过程中大幅波动;不论是陡坡还是缓坡,滞水层的存在均使浅层吸力大幅下降;水分入侵只是膨胀岩（土）渠坡滑动破坏的一个诱发因素,干湿循环所引起的裂隙发育与强度衰减才是其根本原因。     

降雨型堆积体滑坡渗流稳定性研究进展

从非饱和降雨入渗特性、堆积体滑坡稳定性评价方法、降雨诱发堆积体滑坡失稳机理三方面,综述了国内外降雨型堆积体滑坡渗流稳定性的研究进展。针对目前降雨型堆积体滑坡渗流稳定性研究中存在的不足,指出今后应明确降雨型堆积体滑坡的地质结构特征,深入研究渗流与径流的耦合机制及渗流-地质结构-力学参数的互馈耦合作用机制,加强降雨型堆积体滑坡的动态灾变机制研究,完善降雨型堆积体滑坡的安全性评价方法。     

基于ArcGIS的易滑地层滑坡孕灾模式研究——以湖北省保康县为例

湖北省保康县滑坡灾害发育,查明滑坡的孕灾模式十分必要。通过分析滑坡分布发育特征,选取高程分布、水系分布、岩土体类型、降水、断层分布和人类活动6个因子,基于Arc GIS操作平台进行因子敏感性分析,进而识别出研究区易滑地层。在此基础上,提取出非连续变量孕灾模式:孕灾模式A,含碎石粉质黏土+基岩为碎屑岩;孕灾模式B,含碎石粉质黏土+基岩为碳酸盐岩。采用确定性系数(CF)法识别出连续变量孕灾模式:滑坡发育面积多为1.2万~4.8万m~2,滑坡后缘高程主要集中在280~520 m高程段,总体坡度19°~31°,且发育岩层倾角9°~36°。综合以上变量,获得研究区易滑地层滑坡典型孕灾模式,可划分为2个大类和6个亚类,即基岩为碎屑岩类(根据不同斜坡结构又可细分为3类)和基岩为碳酸盐岩类(根据不同斜坡结构又可细分为3类),滑体物质成分均为含碎石粉质黏土。研究结果可为保康县滑坡灾害防治提供一定的地质依据。     

基质吸力对灰岩区滑带土强度影响的试验分析

基质吸力是非饱和土中水-土耦合作用的重要力学参数,对于研究非饱和土抗剪强度、降雨或库水位变化诱发的滑坡稳定性具有重要意义。为了探究降雨诱发的基质吸力变化对灰岩区滑带土的影响,通过标准应力途径三轴试验系统,对4组不同基质吸力条件下、3组不同净围压下的试样进行试验,分析得到基质吸力与最大剪应力的关系曲线、应变与剪应力的关系曲线、净围压与剪应力的关系曲线,采用非饱和土双应力变量强度理论进行分析。结果表明:相同基质吸力条件下,剪应力随着剪应变的增加呈现快速增长和缓慢增长2个阶段,其界限点在剪应变10%处;在相同围压条件和非饱和条件下,剪应力随着基质吸力的增加而增加;总黏聚力与基质吸力呈线性关系,其增长斜率夹角即基质吸力相关角为15.5°;当基质吸力为0,30,60,90 kPa时,其总黏聚力分别为22.7,33.4,43.8,46.9 kPa,内摩擦角分别为21.8°,23.6°,26.2°,24.5°。根据Fredlund和Ralaadjo非饱和土双应力强度理论,提出了该滑坡滑带土的抗剪强度修正公式,研究成果可为非饱和土抗剪强度的进一步研究提供参考。     

闽北地区不同植被类型下滑坡体土层入渗性能研究

闽北地区是福建省浅层滑坡灾害的多发区之一,该区残坡积土体厚度大、土层结构松散,地表人为活动强烈 , 暴雨后不同强度的降雨入渗是诱发该区出现不同规模滑坡的主要因素。从滑坡防治的角度出发,采用双环入渗法对不同植被类型下滑坡体表层土的入渗性能进行了研究,用 Horton 水分入渗模型对入渗过程进行了模拟,并分析了植物改变土壤水分入渗率的作用机理。研究结果表明：植被覆盖能增强滑坡体表层土体的入渗能力;竹林的入渗能力大于杉树林;草本植物能有效降低土壤的水分入渗率。滑体表层土体的入渗率过高,而下层入渗率又较低时,会造成上层土体产生积水 , 从而诱发滑坡发生。     

龙门山断裂北川断裂带滑坡与构造活动关系研究

北川断裂带位于龙门山中央断裂带中部,新、老滑坡较为发育,构造活动是影响区内滑坡发生的主导因素。采用文献记载、现场调研等方法,分析了构造对滑坡灾害的影响,结果表明:①构造横向挤压、不均匀抬升对地表岩体的完整性进行改造,使得不同构造部位、斜坡部位岩体存在结构差异,进而控制滑坡在空间上的发育规律,同时,细部构造结构面在空间上的产出关系构成了滑坡发生的初始边界条件;②作为构造活动的剧烈外部表现,地震动荷载直接诱发滑坡的同时造成斜坡岩体的松动;③"5·12"震后,区域构造应力方向发生近90°的偏转,进一步加剧了松动岩体的变形与破坏,震后应力偏转是影响区域斜坡稳定的最主要内动力因素。     

汶川震区滑坡堆积体降雨入渗产流特征人工模拟实验研究

5.12汶川地震引发了大量的滑坡堆积体,在雨水的冲刷下,不仅会造成山体崩塌,还会发生次生灾害。本文以汶川震区滑坡堆积体为研究对象,采用室内人工模拟降雨方法,探讨了不同降雨强度和土石比条件下滑坡堆积体坡面产流与入渗规律。结果表明:(1)除土石比1∶4的滑坡堆积体在所设计的降雨强度(1.0,1.5和2.0 mm/min)和土石比为1∶2滑坡堆积体在降雨强度为1.0 mm/min时没有出现产流,其他条件下的滑坡堆积体的产流时间随着降雨强度的增大而减小,而产流率随着降雨强度的增大而增大,且土石比为1∶1的平均产流率比土石比为1∶2的滑坡堆积体大。(2)根据3种入渗模型的对比分析,可知Horton模型为最适合震区堆积体的入渗模型。(3)在降雨强度为1.5 mm/min时,土石比1∶1的滑坡堆积体累积产流量比土石比为1∶2的堆积体大;在降雨强度为2.0 mm/min时,土石比1∶1和1∶2滑坡堆积体累积产流量的变化规律几乎相同。本研究可为汶川震区滑坡堆积体的灾后修复提供实验依据。